CN116031535A - 一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件及方法，涉及移动电源技术领域。本发明通过在移动电源内配置分区的外围气流进出气区域、内围气流进出区域，并采用通过隔热分流板中的隔热分流板将PCB主板的散热空间区域与电池组包的散热空间区域隔开，同时通过导流插片上的形变金属片自动感应主板区域、电池组包侧围区域的产热情况，有针对性的完成气流循环导通，加速高温区域的散热，减少梯次利用电池组产生的热量对PCB主板区域所造成的影响，同时也保证了PCB主板区域的散热效果。

Description

一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件及方法

技术领域

本发明涉及移动电源技术领域，尤其涉及一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件及方法。

背景技术

锂电池的梯次回收利用是现如今锂电池回收利用的重要方式，将梯次回收利用的锂电池二次加工组装到移动电源中，达到一定的规格参数即可。而梯次回收利用的锂电池相对于新的锂电池，在进行工作时，其储电效率、产热等都存在一定负面因素。移动电源使用过程中，梯次利用锂电池组可能产生的过多热量，若是直接将PCB主板直接密封隔离，PCB主板也会产生热量，同样需要散热，若是与锂电池组共同贯通散热，锂电池组产生的较多热量可能会对PCB主板造成负面影响。因此，既要避免梯次利用锂电池组散热对PCB主板的负面影响，也要保证PCB主板自身的有效散热，成为移动电源使用梯次回收利用的锂电池时需要解决的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件及方法，从而有针对性的完成气流循环导通，加速高温区域的散热，减少梯次利用电池组产生的热量对PCB主板区域所造成的影响，同时也保证了PCB主板区域的散热效果。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件，移动电源包括配合连接的电源外壳、主板外壳，主板外壳内围安装PCB主板，电源外壳配置有外围壳体、内围壳体，内围壳体包括用于限位安装电池组包的第一安装主部、第一安装副部、第二安装主部、第二安装副部，外围壳体与内围壳体之间配置有位于电池组包一侧方位的外围进气区域，外围壳体、内围壳体之间配置有与外围进气区域连通的进气腔，外围壳体与内围壳体之间配置有位于电池组包另一侧方位的外围出气区域，外围壳体与内围壳体之间配置有与外围出气区域连通的出气腔，电池组包与内围壳体之间配置有与进气腔连通的内围进气区域、与出气腔连通的内围出气区域，外围壳体配置有与出气腔连通的排热风扇。第一安装主部、第一安装副部之间固定安装有隔热导流架，隔热导流架配置有与电池组包限位支撑配合的多个限位柱，多个限位柱共同连接一隔热分流板，隔热分流板与主板外壳之间形成主板散热区域，隔热分流板与电池组包之间形成侧围散热区域。第一安装主部朝向外围进气区域的一侧面插装有导流插片，导流插片配置有第一导流开口、位于第一导流开口位置处的第一形变金属片，导流插片配置有第二导流开口、位于第二导流开口位置处的第二形变金属片，第一导流开口与外围进气区域、侧围散热区域连通，第二导流开口与外围进气区域、主板散热区域连通。

作为本发明移动电源多维嵌入式散热组件的一种优选技术方案：第二安装主部开设有第一方位进气孔、第二方位进气孔，第一方位进气孔与进气腔、外围进气区域连通，第二方位进气孔与进气腔、内围进气区域连通。第二安装副部开设有第一方位出气孔、第二方位出气孔，第一方位出气孔与外围出气区域、出气腔连通，第二方位出气孔与内围出气区域、出气腔连通。

作为本发明移动电源多维嵌入式散热组件的一种优选技术方案：第一安装主部开设有侧围进气通槽、主板进气通槽以及用于插装导流插片的插片插槽，侧围进气通槽与第一导流开口、侧围散热区域连通，主板进气通槽与第二导流开口、主板散热区域连通。第一安装副部开设有侧围出气通槽、主板出气通槽，侧围出气通槽与侧围散热区域、外围出气区域连通，主板出气通槽与主板散热区域、外围出气区域连通。

作为本发明移动电源多维嵌入式散热组件的一种优选技术方案：导流插片设有用于隔绝第一形变金属片、第二形变金属片热量传导的隔热连接片。

作为本发明移动电源多维嵌入式散热组件的一种优选技术方案：第一安装主部、第一安装副部设置前置定位柱，前置定位柱开设定位螺孔。隔热导流架包括主固定板，主固定板设置有导通空槽，多个限位柱固定连接在主固定板同一侧面，主固定板边角位置开设有与前置定位柱相配合的定位柱孔，隔热分流板外围配置有与第一安装主部、第一安装副部壁面接触的橡胶圈。

作为本移动电源多维嵌入式散热组件的一种优选技术方案：进气腔中配置有防尘海绵，进气腔开口位置处配置有带有网孔的外围卡扣挡板。

本发明提供一种梯次利用锂电池移动电源的散热方法，包括以下内容：

第一步、移动电源启动，排热风扇启动。第二步、电池组包、PCB主板开始产热散热，电池组包向侧围散热区域散热，第一形变金属片受到侧围散热区域的温度影响而发生形变，PCB主板向主板散热区域散热，第二形变金属片受到主板散热区域的温度影响而发生形变。第三步、外界气流进入进气腔，进气腔中的气流分流进入外围进气区域、内围进气区域，进入外围进气区域的气流根据导流插片的第一形变金属片、第二形变金属片形变状态进行气流流通，对侧围散热区域、主板散热区域中打开气流流入口的区域进行散热。第四步、进入侧围散热区域或主板散热区域中的气流流动至外围出气区域，并从外围出气区域进入出气腔，经排热风扇排出移动电源内部；第五步、进入内围进气区域中的气流经过电池组包，一部分气流进入内围出气区域，其它气流从电池组包的环侧透气区域散发到相应的区域。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

本发明在移动电源内配置分区的外围气流进出气区域、内围气流进出区域，并采用通过隔热导流架将PCB主板的散热空间区域与电池组包的散热空间区域隔开，同时通过导流插片自动感应主板区域、电池组包侧围区域的产热情况，有针对性的完成气流循环导通，加速高温区域的散热，减少梯次利用电池组产生的热量对PCB主板区域所造成的影响，同时也保证了PCB主板区域的散热效果。

附图说明

图1为本发明移动电源的整体结构示意图。

图2为本发明移动电源的部件分解示意图。

图3为本发明中电源外壳的结构示意图。

图4为本发明中导流插片的结构示意图。

图5为本发明中隔热导流架的结构示意图。

图6为图1中A处放大部位（主板散热区域、侧围散热区域同时导通散热）的示意图。

图7为图1中A处放大部位（仅有侧围散热区域导通散热）的示意图。

图8为本发明中隔热导流架的结构示意图。

其中：1-电源外壳，101-外围壳体，102-内围壳体，103a-第一安装主部，103b-第一安装副部，104a-第二安装主部，104b-第二安装副部，105-进气腔，106-第一方位进气孔，107-第二方位进气孔，108-外围进气区域，109-内围进气区域，110-侧围进气通槽，111-主板进气通槽，112-插片插槽，113-侧围出气通槽，114-主板出气通槽，115-外围出气区域，116-内围出气区域，117-第一方位出气孔，118-第二方位出气孔，119-出气腔，120-排热风扇，121-防尘海绵，122-外围卡扣挡板，123-网孔，124-前置定位柱，125-定位螺孔，126-壳体连接凸块；2-主板外壳；3-PCB主板；4-电池组包，401-电芯，402-侧围固定网板，403-顶围固定网板；5-隔热导流架，501-主固定板，502-导通空槽，503-限位柱，504-定位柱孔，505-隔热分流板，506-橡胶圈，507-导线塞；6-导流插片，601-第一导流开口，602-第二导流开口，603-第一形变金属片，604-第二形变金属片，605-隔热连接片，606-卡接凸起；7-主板散热区域；8-侧围散热区域；9-限位固定螺丝。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：请参阅图1，移动电源包括电源外壳1、主板外壳2，电源外壳1、主板外壳2相互配合连接并通过螺丝进行固定，主板外壳2内围安装PCB主板3。电源外壳1设置壳体连接凸块126（结合图3），电源外壳1设置通孔，壳体连接凸块126设置了螺孔，电源外壳1一端围敞口结构，电源外壳1直接与主板外壳2进行卡合，然后用螺丝固定住电源外壳1、主板外壳2的连接位置即可。移动电源内设置了主板散热区域7、侧围散热区域8，主板散热区域7位于隔热分流板505与主板外壳2之间，侧围散热区域8位于隔热分流板505与电池组包4之间。

请参阅图2、图3，图2中，移动电源包括电源外壳1、主板外壳2、PCB主板3、电池组包4、隔热导流架5、导流插片6，隔热导流架5固定安装在第一安装主部103a、第一安装副部103b之间。电池组包4内部设置电芯401，在电芯401外围安装了侧围固定网板402、顶围固定网板403。

请参阅图1、图3，电池组包4一侧方位设有外围进气区域108，电池组包4另一侧方位设有外围出气区域115。外围进气区域108位于外围壳体101与内围壳体102之间，外围出气区域115位于外围壳体101与内围壳体102之间。进气腔105位于外围壳体101、内围壳体102之间，进气腔105与外围进气区域108连通，进气腔105中配置有防尘海绵121，进气腔105开口位置处配置有带有网孔123的外围卡扣挡板122。出气腔119位于外围壳体101与内围壳体102之间，出气腔119与外围出气区域115连通。电池组包4与内围壳体102之间配置有内围进气区域109、内围出气区域116，内围进气区域109与进气腔105连通，内围出气区域116与出气腔119连通。外围壳体101配置有与出气腔119连通的排热风扇120。

电源外壳1配置有外围壳体101、内围壳体102。内围壳体102设置了第一安装主部103a、第一安装副部103b、第二安装主部104a、第二安装副部104b，电池组包4限位安装在第一安装主部103a、第一安装副部103b、第二安装主部104a、第二安装副部104b之间。

第一安装主部103a开设有侧围进气通槽110、主板进气通槽111以及插片插槽112，插片插槽112位置处插装导流插片6，第一安装副部103b开设有侧围出气通槽113、主板出气通槽114。侧围进气通槽110与第一导流开口601（结合图4）、侧围散热区域8连通，主板进气通槽111与第二导流开口602（结合图4）、主板散热区域7连通，侧围出气通槽113与侧围散热区域8、外围出气区域115连通，主板出气通槽114与主板散热区域7、外围出气区域115连通。

第二安装主部104a开设有第一方位进气孔106、第二方位进气孔107，第二安装副部104b开设有第一方位出气孔117、第二方位出气孔118。第一方位进气孔106与进气腔105、外围进气区域108连通，第二方位进气孔107与进气腔105、内围进气区域109连通，第一方位出气孔117与外围出气区域115、出气腔119连通，第二方位出气孔118与内围出气区域116、出气腔119连通。

请参阅图4，导流插片6设有用于隔绝第一形变金属片603、第二形变金属片604热量传导的隔热连接片605（导流插片6分为独立的两段并通过隔热连接片605固定连接在一起，隔热连接片605设有卡接凸起606，导流插片6的两段金属结构上设置卡口结构，卡接凸起606卡合在卡口结构处即可）。

请参阅图3、图4、图6、图7，第一安装主部103a朝向外围进气区域108的一侧面插装有导流插片6（导流插片6插装在插片插槽112位置处），导流插片6配置有第一导流开口601、第二导流开口602，第一导流开口601位置处设置了第一形变金属片603，第二导流开口602位置处设置了第二形变金属片604，第一导流开口601与外围进气区域108、侧围散热区域8连通，第二导流开口602与外围进气区域108、主板散热区域7连通。

请参阅图5、图8，隔热导流架5包括主固定板501，主固定板501设置有导通空槽502，主固定板501固定连接了多个限位柱503（多个限位柱503固定连接在主固定板501同一侧面），多个限位柱503对电池组包4（结合图1、图2）进行限位支撑配合。主固定板501边角位置开设有与前置定位柱124相配合的定位柱孔504（结合图3，第一安装主部103a、第二安装副部103b设置前置定位柱124并在前置定位柱124上开了一个定位螺孔125。结合图6，主固定板501通过定位柱孔504安装在前置定位柱124后，再用限位固定螺丝9进行固定即可，限位固定螺丝9的螺帽径向尺寸大于定位柱孔504的径向尺寸），隔热分流板505外围配置有与第一安装主部103a、第一安装副部103b（结合图3）壁面接触的橡胶圈506（结合图1、图3，固定安装好隔热导流架5后，橡胶圈506一侧位置正好处于侧围进气通槽110、主板进气通槽111之间的位置，橡胶圈506另一侧位置正好处于侧围出气通槽113、主板出气通槽114之间的位置。隔热分流板505还设置了导线塞507，电池组包4、排热风扇120等的电导线都可以从导线塞507中穿过）。

实施例二：本发明涉及一种梯次利用锂电池移动电源的散热方法，主要内容如下。

第一步、移动电源启动，排热风扇120启动，排热风扇120位置处可以设置一个温度传感器，排热风扇120启动后，根据所排出气流温度的大小，调节风速，即排出气流温度越高，风速越大，反则反之。

第二步、电池组包4、PCB主板3开始产热散热，电池组包4向侧围散热区域8散热，第一形变金属片603受到侧围散热区域8的温度影响而发生形变，PCB主板3向主板散热区域7散热，第二形变金属片604受到主板散热区域7的温度影响而发生形变。在本发明中，当PCB主板3产热并不多时，第二形变金属片604未达到其形变温度，而第一形变金属片603受热发生形变，导通了外围进气区域108、侧围散热区域8，外围进气区域108的气流就不进入主板散热区域7，外围进气区域108的气流就都进入侧围散热区域8，这样就能够加快亟需散热的电池组包4的降温速率，如图7所示。虽然PCB主板3也产生了热量，但实时产生的热量对PCB主板3影响不大，这类似于一种“优先级”的散热方式，如图7所示。若是侧围散热区域8、主板散热区域7的温度都较高，那第一形变金属片603、第二形变金属片604都发生形变，都进行气流流通散热，如图6所示。

第三步、外界气流进入进气腔105，进气腔105中的气流分流进入外围进气区域108、内围进气区域109，进入外围进气区域108的气流根据导流插片6的第一形变金属片603、第二形变金属片604形变状态进行气流流通，对侧围散热区域8、主板散热区域7中打开气流流入口的区域进行散热。

第四步、进入侧围散热区域8或主板散热区域7中的气流流动至外围出气区域115，并从外围出气区域115进入出气腔119，经排热风扇120排出移动电源内部。

第五步、进入内围进气区域109中的气流经过电池组包4，一部分气流进入内围出气区域116，其它气流从电池组包4的环侧透气区域（例如本发明中电池组包4的侧围固定网板402）散发到相应的区域（例如一部分气流直接从侧围固定网板402进入出气腔119，一部分气流进入侧围散热区域8）。

另外，侧围进气通槽110、主板进气通槽111上游开口位置配置导流插片6，在不进行气流导通散热时，也能够有效减少灰尘、杂质进入PCB主板区域，减少PCB主板的积灰。若是需要更好的防尘效果，同样可以在第一方位出气孔117、第二方位出气孔118设置与导流插片6类似的结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件，其特征在于：

移动电源包括配合连接的电源外壳（1）、主板外壳（2），所述主板外壳（2）内围安装PCB主板（3），所述电源外壳（1）配置有外围壳体（101）、内围壳体（102），所述内围壳体（102）包括用于限位安装电池组包（4）的第一安装主部（103a）、第一安装副部（103b）、第二安装主部（104a）、第二安装副部（104b），所述外围壳体（101）与内围壳体（102）之间配置有位于电池组包（4）一侧方位的外围进气区域（108），所述外围壳体（101）、内围壳体（102）之间配置有与外围进气区域（108）连通的进气腔（105），所述外围壳体（101）与内围壳体（102）之间配置有位于电池组包（4）另一侧方位的外围出气区域（115），所述外围壳体（101）与内围壳体（102）之间配置有与外围出气区域（115）连通的出气腔（119），所述电池组包（4）与内围壳体（102）之间配置有与进气腔（105）连通的内围进气区域（109）、与出气腔（119）连通的内围出气区域（116），所述外围壳体（101）配置有与出气腔（119）连通的排热风扇（120）；

第一安装主部（103a）、第一安装副部（103b）之间固定安装有隔热导流架（5），所述隔热导流架（5）配置有与电池组包（4）限位支撑配合的多个限位柱（503），多个限位柱（503）共同连接一隔热分流板（505），所述隔热分流板（505）与主板外壳（2）之间形成主板散热区域（7），所述隔热分流板（505）与电池组包（4）之间形成侧围散热区域（8）；

所述第一安装主部（103a）朝向外围进气区域（108）的一侧面插装有导流插片（6），所述导流插片（6）配置有第一导流开口（601）、位于第一导流开口（601）位置处的第一形变金属片（603），所述导流插片（6）配置有第二导流开口（602）、位于第二导流开口（602）位置处的第二形变金属片（604），所述第一导流开口（601）与外围进气区域（108）、侧围散热区域（8）连通，所述第二导流开口（602）与外围进气区域（108）、主板散热区域（7）连通。

2.根据权利要求1所述的一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件，其特征在于：

所述第二安装主部（104a）开设有第一方位进气孔（106）、第二方位进气孔（107），所述第一方位进气孔（106）与进气腔（105）、外围进气区域（108）连通，所述第二方位进气孔（107）与进气腔（105）、内围进气区域（109）连通；

所述第二安装副部（104b）开设有第一方位出气孔（117）、第二方位出气孔（118），所述第一方位出气孔（117）与外围出气区域（115）、出气腔（119）连通，所述第二方位出气孔（118）与内围出气区域（116）、出气腔（119）连通。

3.根据权利要求1所述的一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件，其特征在于：

所述第一安装主部（103a）开设有侧围进气通槽（110）、主板进气通槽（111）以及用于插装导流插片（6）的插片插槽（112），所述侧围进气通槽（110）与第一导流开口（601）、侧围散热区域（8）连通，所述主板进气通槽（111）与第二导流开口（602）、主板散热区域（7）连通；

所述第一安装副部（103b）开设有侧围出气通槽（113）、主板出气通槽（114），所述侧围出气通槽（113）与侧围散热区域（8）、外围出气区域（115）连通，所述主板出气通槽（114）与主板散热区域（7）、外围出气区域（115）连通。

4.根据权利要求1所述的一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件，其特征在于：

所述导流插片（6）设有用于隔绝第一形变金属片（603）、第二形变金属片（604）热量传导的隔热连接片（605）。

5.根据权利要求1所述的一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件，其特征在于：

所述第一安装主部（103a）、第一安装副部（103b）设置前置定位柱（124），所述前置定位柱（124）开设定位螺孔（125）；

所述隔热导流架（5）包括主固定板（501），所述主固定板（501）设置有导通空槽（502），多个限位柱（503）固定连接在主固定板（501）同一侧面，所述主固定板（501）边角位置开设有与前置定位柱（124）相配合的定位柱孔（504）。

6.根据权利要求1所述的一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件，其特征在于：

所述进气腔（105）中配置有防尘海绵（121），所述进气腔（105）开口位置处配置有带有网孔（123）的外围卡扣挡板（122）。

7.一种梯次利用锂电池移动电源的散热方法，其特征在于，采用权利要求1至6中任一项所述的一种梯次利用锂电池移动电源多维嵌入式散热组件，包括以下步骤：

S1、移动电源启动，排热风扇（120）启动；

S2、电池组包（4）、PCB主板（3）开始产热散热，电池组包（4）向侧围散热区域（8）散热，第一形变金属片（603）受到侧围散热区域（8）的温度影响而发生形变，PCB主板（3）向主板散热区域（7）散热，第二形变金属片（604）受到主板散热区域（7）的温度影响而发生形变；

S3、外界气流进入进气腔（105），进气腔（105）中的气流分流进入外围进气区域（108）、内围进气区域（109），进入外围进气区域（108）的气流根据导流插片（6）的第一形变金属片（603）、第二形变金属片（604）形变状态进行气流流通，对侧围散热区域（8）、主板散热区域（7）中打开气流流入口的区域进行散热；

S4、进入侧围散热区域（8）或主板散热区域（7）中的气流流动至外围出气区域（115），并从外围出气区域（115）进入出气腔（119），经排热风扇（120）排出移动电源内部；

S5、进入内围进气区域（109）中的气流经过电池组包（4），一部分气流进入内围出气区域（116），其它气流从电池组包（4）的环侧透气区域散发到相应的区域。

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